水资源和水安全领域的几个概念创新*

人民教育出版社有限公司 丁尧清

一、虚拟水

吃一个汉堡，要用掉2400升水。

喝一杯咖啡，需要140升水。

你相信吗？

艾伦教授

1993年，英国伦敦大学国王学院东方和非洲系的约翰·安东尼·艾伦（John Anthony Allan，1937-）教授提出“虚拟水”（Vritual Water）概念，作为部分解决中东地区水稀缺问题的一个选项，后于2008年获得斯德哥尔摩水奖。艾伦认为，我们不仅在饮用和淋浴时需要消耗水，在消费其他产品时也会消耗大量的水。例如，在英国，一杯咖啡在种植、生产、包装和运输的过程中需要消耗140升水，这相当于一个英国人日均饮用和家庭生活用水量。

虚拟水也被称为嵌入水、外来水或者蕴含水。因为它类似于蕴含能、土地或劳动，是嵌在或隐含在产品中的，与实体水（real water）相比，它是看不见的。其便于运输的特点使农产品贸易变成了一种缓解水资源短缺的有用工具和方式。

“虚拟水”战略将国家和地区之间的农产品贸易看作是水资源的进口或出口。中东等缺水地区每年靠粮食补贴从富水国家或地区购买水密集型农产品——尤其是粮食——“虚拟水”数量，相当于整个尼罗河的年径流量。

在大陆水平上，北美、南美和大洋洲是主要的虚拟水“源”。美国、加拿大、巴西等国的虚拟水出口贡献占全球虚拟水净出口80%以上，北美占全球将近一半，美国的虚拟水净出口占其国内用水量的三分之一。

东亚、中美洲、西欧、北非和西非、中东等地区是主要的虚拟水“汇”。东亚是最大的虚拟水进口地区，占全球30%以上，其中斯里兰卡和日本高居榜首。

中国政府强调粮食自给，但“不经意间”成了虚拟水的净进口国。

二、绿水和蓝水

按进口谷物分解的我国水资源输入量（1961-2004）

福尔肯马克教授（左）

1995年，在联合国粮农组织的一个水和农业会议上，瑞典斯德哥尔摩国际水研究中心的马林·福尔肯马克(Malin Falkenmark, 1932-)教授提出“绿水”（Green Water）和“蓝水”（Blue Water）概念，呼吁改变传统水管理习惯和方式，积极普及“绿水”观念，并有效利用“绿水”资源。她于1998年获国际水文奖。

绿水主要是指赋存于土壤非饱和含水层(包气带)中的土壤水，以蒸发或蒸腾的形式由植被利用。

绿水和蓝水示意

蓝水主要是指赋存于江、河、湖泊及含水层中的地表水与地下水的总和，即通常所说的水资源。

从水循环角度来看，全球总降水的65%通过森林、草地、湿地和雨养农田作物的蒸散（水分-水蒸气由植物体的气孔排出称为蒸腾作用）返回大气，即绿水；仅有35%的降水储存于河流、湖泊以及含水层中，即蓝水。

在全球范围内，80%农田的水分依赖降水，这些雨养农田提供了全球2/3粮食产量。畜牧业肉奶类产品和林产品几乎均依赖着绿水资源。

尽管如此重要，而且不用投入人、财、物搞工程建设和维护，只因为其形态特殊，绿水在水资源的管理和研究中长期被忽视。

印度的绿水和蓝水水资源结构示意

关注和管理绿水，提高“绿水”的利用效率，是建设节水型社会的一个关键。从耕作措施来看，可以采用塑料薄膜覆盖、雨水收集、避免径流流失、深耕等。从生态的角度来看，应合理调整经济结构和农业结构，使农业生产与自然条件相匹配。

三、水足迹

2002年，荷兰特文特大学工程技术学院的阿尔杰·胡克斯特拉(Arjen Hoekstra, 1967-)教授提出了水足迹（water footprint）概念。水足迹是指任何已知人口(一个国家、一个地区或一个人)在一定时间内消费的所有产品和服务所需要的水资源数量，或者说，一个产品（货物或服务）的虚拟水是为生产这个产品在整个供应链中的淡水利用量。

胡克斯特拉教授

水足迹由生态足迹理论衍生而来，是建立在虚拟水概念基础上的。一种产品的虚拟水含量与这个产品的水足迹是相同的。和传统用水量指标——取水量相比，水足迹有三方面的不同：（1）取水量仅指通过管网、河道等取用的水，水足迹包括了落入土壤、滋养作物的雨水，以及为将工农业污水稀释到环保标准而耗费的天然水。（2）水足迹不仅测量蓝水（传统的取水量），同时也计算绿水和灰水（grey water,即轻度污染的废水）。（3）水足迹通过综合整个生产和供应链中所有的水量消耗和污染，衡量了产品和服务总的用水量。换句话说，水足迹包括直接的和间接的水利用，取水量仅仅指直接的用水量。通过供应链计量的角度，水足迹刻画了一个地方消耗或生产的产品与全球水资源占用之间的联系，而传统指标却不能揭示这种关系。

以作物为例，生产过程中需要三种类型的水：绿水、蓝水、灰水。因此可将作物生产水足迹分为绿水、蓝水和灰水水足迹。绿水足迹是农作物在生长过程中蒸发的储存在土壤中的雨水；蓝水足迹是消耗的淡水水体，主要包括农田灌溉用水的蒸发；灰水足迹是指以现有水环境水质标准为基准，消纳产品生产过程中产生的污染物负荷所需要的淡水。

水足迹可以帮助我们理解粮食贸易结构中的水流动和明智化水务管理，履行个人和企业的伦理责任。以粮食水足迹为例，中国北方虽然缺水，但是目前的粮食贸易结构却是虚拟水从北方向南方的净流动量更大。

在北京和邻近的河北地区，政府正在探索采用水信用制度和生态补偿支付制度等，协调两地的水资源管理和利用问题。例如，北京周边的张家口、承德等市县可以种水稻、小麦、玉米等，但为了保证下游的北京能有足够的淡水，现在只种玉米或者种植少量的小麦，原因是玉米可以充分利用绿水，不需要灌溉。北京市则向河北提供资金补助，帮助农民调整种植结构。

个人水足迹构成示意

食物生产用水所耗费的巨额水资源量

我国人均用水和世界水平比较

对企业来说，其水足迹不仅包括直接用水——生产者管理或制造活动中的用水量，还有间接用水——生产者供应链中的用水量，即产出产品的水足迹总和。一个企业的水足迹可能与其他企业的水足迹重迭。例如，一个零售商的供应链水足迹将部分与其供货商的水足迹重合。这个联系让一个产品的所有关联方共同承担责任，并接受挑战，努力减少他们或其产品的水足迹。

恩德贝勒先生（左）

四、水中和

在2002年约翰内斯堡世界可持续发展首脑峰会上，南非电力发展集团主席潘乔·恩德贝勒（Pancho Ndebele）提出了水中和（water neutral）一词。他据此量化峰会代表在会议期间的水消费，并将它们转化成真实的货币，呼吁并鼓励代表、企业和市民社会团体购买水中和证书来抵消这十天的水消费，实现峰会水中和，这些补偿将用于为南非贫困地区安装水泵和节水行动等指定用途的投资。

2006年，潘乔等人讨论了水中和与水足迹概念的联系，希望使用水中和概念作为一个潜在的将水足迹转化为行动模式的工具，并发展了一种简单的水中和计算器，帮助到南非的游客估算他们逗留期间的水足迹，并计算需要支付的补偿价格。这个计算器目前作为约翰内斯堡水中和基金的战略的一部分，通过卖水补偿证书来积攒基金，用于更加持续公平的用水项目，以此补偿到南非的游客的水足迹。

水中和概念类似碳中和或碳抵消概念，是一种提升意识、鼓励减少水足迹的措施工具，因为他们都是用于响应气候变化的挑战。它鼓励尽可能地减少水足迹，并为剩余水足迹支付合理数量的货币。

相对于丰水地区或时期而言，同样大小的水足迹在一个缺水地区或缺水时期情况可能更糟糕，因此要求更大的补偿努力。

一个流域的水消耗或污染不能通过在其他流域的节水或污染控制来中和。补偿应在发生影响的水文单元中进行。在这方面，水补偿概念与碳补偿概念不一样，因为减少碳排放的目的与这种减少在地球上哪个地方获得是没有关系的。迹。

水中和宣传品